垂直尾翼

增強飛行的穩定性的飛機組件

飛機尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。垂直尾翼的作用是順氣流直立於飛機尾部,以保持航向平衡、穩定和航向操縱用的翼面。

基本介紹


垂直尾翼簡稱垂尾,也叫做立尾,安裝在機身後部,其功能與水平尾翼類似,也是用來保持飛機在飛行中的穩定性和控制飛機的飛行姿態。不同的是垂直尾翼是使飛機在左右(偏航)方向具有一定的靜穩定性,並控制飛機在左右(偏航)方向的運動。同水平尾翼一樣,垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏轉的方向舵組成。
垂直安定面
飛機的垂直安定面的作用是使飛機在偏航方向上(即飛機左轉或右轉)具有靜穩定性。垂直安定面是垂直尾翼中的固定翼面部分。當飛機沿直線作近似勻速直線運動飛行時,垂直安定面不會對飛機產生額外的力矩,但當飛機受到氣流的擾動,機頭偏向左或右時,此時作用在垂直安定面上的氣動力就會產生一個與偏轉方向相反的力矩,使飛機恢復到原來的飛行姿態。而且一般來說,飛機偏航得越厲害,垂直安定面所產生的恢復力矩就越大。
總結下來,垂直安定面的作用如下:
1、提供飛機橫向靜穩定性;
2、提供橫向阻尼力矩即提供飛機橫向動穩定性。
方向舵的操縱原理與升降舵類似,當飛機需要左轉飛行時,駕駛員就會操縱方向舵向左偏轉,此時方向舵所受到的氣動力就會產生一個使機頭向左偏轉的力矩,飛機的航向也隨之改變。同樣,如果駕駛員操縱方向舵向右偏轉,飛機的機頭就會在氣動力矩的作用下向右轉。
垂直尾翼
垂直尾翼

特點


多數飛機只有一個垂直尾翼(單垂尾)。它位於飛機的對稱面內。在一些多發動機的螺旋槳飛機上,為了提高垂尾效率,故意將垂尾放在螺旋槳后的高速氣流中。為此將垂直尾翼分為兩個(雙垂尾)或兩個以上(多垂尾)翼面。在雙垂尾型式中,常將兩個垂尾布置在平尾兩端,以提高平尾的效率。在超音速飛機上,由於機身比較粗大,為了保證飛機在高空高速飛行時仍有足夠的航向穩定性,需要有很大的垂尾面積。如果採用雙垂尾型式,可以降低垂尾高度,減小垂尾在側滑時產生的滾轉力矩。同時也可提高大迎角時的航向穩定性。

工作原理


不對稱推力
垂直尾翼的固定面主要用於保證飛機水平方向上的穩定性。
垂直尾翼后緣的方向舵用於實現左右偏轉。當方向舵向左偏轉時,正面吹來的氣流使方向舵產生一個附加的力,方向指向右,這個力與重心共同作用產生使飛機向左偏航的力矩,使飛機飛行方向向左偏轉。
1、腳蹬方式,在飛機的駕駛艙裡面,有個叫做腳蹬的構件,其位置類似於汽車上的剎車和離合器,蹬左腳或者右腳,以控制飛機在高空時的小角度偏航,或者是在跑道上高速滑行時的輕微轉向。然而,使用方向舵只能是在跑道上高速滑行時才用,低於一定時速,方向舵的作用就很小了。
2、手輪方式,在客機的駕駛艙內,有一個叫做“手輪”的裝置,它可以控制客機的前輪。手輪就是縮小版的方向盤,慢慢旋轉手輪,控制前輪的轉向,通過這種方式,客機可以轉半徑很小的彎。
3、不對稱推力,在跑道上,飛機轉彎除了可以用以上兩種方式,還可以採取不對稱推力的方式。其原理很好理解,稍微加大右邊發動機的推力,飛機就會向左轉。